DE592069C

DE592069C - Water tube steam boiler

Info

Publication number: DE592069C
Application number: DE1930592069D
Authority: DE
Original assignee: PAUL A GOETZ
Current assignee: PAUL A GOETZ
Priority date: 1930-11-08
Filing date: 1930-11-08
Publication date: 1934-02-01

Description

Wasserrohrdampfkessel Die Erfindung betrifft einen # Wasserrohrdampfkessel, dessen im wesentlichen senkrecht angeordnete Wasserrohre durch eine Zwischenwand in zwei ineinander gelagerte Rohrbündel unterteilt sind.Water tube steam boiler The invention relates to a # water tube steam boiler, its essentially vertically arranged water pipes through a partition are divided into two nested tube bundles.

Der Erfindung gemäß. wird das innere Rohrbündel durch eigene Feuerung und das äußere, von einem vorzugsweise abnehmbaren Mantel umschlossene Rohrbündel gleichzeitig durch die von der eigenen Feuerung kommenden Abhitzegase oder gleichzeitig oder wechselweise mit der Beheizung des inneren Rohrbündels durch fremde Abhitzegase beheizt. Es können gegeb,enen£alls nach der Beheizung des äußeren Rohrbündels durch fremde Abhitzegase diese auch zum inneren Rohrbündel geleitet, d. h. also beide Rohrbündel gleichzeitig nur durch fremde Abhitzegase beheizt werden. Diese verschiedenen Betriebsmöglichkeiten ergeben den erheblichen Vorteil, daß, neben der Anpassung des Kessels an die jeweiligen Betriebsverhältnisse der Betrieb sich sowohl bei der Verwendung der Abgase der eigenen Feuerung als auch bei Verwendung von fremden Abgasen und einer :eigenen Feuerung unter Wahrung einer guten Wärmeausnutzung billig, d. h. also sehr wirtschaftlich gestaltet. Um Betriebsstörungen zu vermeiden, wie sie sich bei bekannten Kesseln bei Anwendung von fremden Abhitzegasen neben direkter Feuerung ergeben, werden der Erfindung gemäß bei einer solchen Beheizungsart die von der eigenen Feuerung kommenden. Gase getrennt von -den fremden Abhitzegasen abgeführt.According to the invention. the inner tube bundle is fired by its own and the outer tube bundle enclosed by a preferably removable jacket at the same time through the waste heat gases coming from the own furnace or at the same time or alternately with the heating of the inner tube bundle by external waste heat gases heated. It can be given all after the outer tube bundle has been heated foreign waste heat gases these also passed to the inner tube bundle, d. H. so both The tube bundle can only be heated by external waste heat gases at the same time. These different Operational options give the significant advantage that, in addition to customization of the boiler to the respective operating conditions Use of the exhaust gases from your own furnace as well as the use of external exhaust gases and one: own firing cheap while maintaining good heat utilization, d. H. so designed very economically. To avoid breakdowns like them in known boilers when using external waste heat gases in addition to direct Provide firing, are the invention according to such a type of heating coming from their own firing. Gases separated from foreign waste heat gases discharged.

Die wahlweise Beheizung bei Rauchrohrkesseln mit eigener Feuerung und fremden Abhitzegasen ist an sich bekannt. Hier wird von den Abhitzegasen nur ein kleiner Teil der Heizrohre durchströmt, die wesentlich kürzer sind als diejenigen Heizrohre, die von der eigenen Feuerung beheizt werden. Aus diesem Grunde liegt bei Abgasbetrieb das Wasser in einem großen Teil des Kessels unbewegt und führt sehr leicht zu Koirosion. Bei Betrieb mit eigener Feuerung ist der Nachteil vorhanden, daß die aufsteigenden Dampfblasen das Absinken des kälteren Wassers verhindern oder mindestens erheblich erschweren. Außerdem ist die Wärmeausnutzung der Abhitzegase infolge der Kürze der von diesen durchströmten Heizrohre nur äußerst mangelhaft. Ein auch nur einigermaßen wirtschaftlicher Betrieb eines solchen Kessels nur unter Anwendung von fremden Abhitzegäsen ist also ausgeschlossen.Optional heating for smoke tube boilers with their own firing and foreign waste heat gases is known per se. Here is only from the waste heat a small part of the heating pipes flows through, which are much shorter than those Heating pipes that are heated by their own furnace. Because of this lies In the case of exhaust gas operation, the water in a large part of the boiler remains motionless and leads very easy to corrosive. When operating with your own firing system, there is the disadvantage that that the rising steam bubbles prevent the colder water from sinking or at least make it considerably more difficult. In addition, the heat utilization of the waste heat gases only extremely poor due to the shortness of the heating pipes through which they flow. A somewhat economical operation of such a boiler only under The use of external waste heat gases is therefore excluded.

Es ist auch schon für Wasserrohrkessel der wahlweise Betrieb mit eigener Feuerung und fremden Abhitzegasen vorgeschlagen worden. Die Wasserrohrkessel nach diesen Vorschlägen ,arbeiten aber, im Gegensatz zu dem Wasserrohrkessel gemäß der Erfindung sio, daß die Wasserrohre nur von der eigenen Feuerung beheizt werden, während die Abgase durch in der unteren Trommel des Wasserrohrkessels vorgesehene Rauchrohre geführt werden. Es zeigen sich also bei diesen Kesseln im wesentlichen dieselben Nachteile wie bei den bekannten. Heizungskesseln mit wahlweiser Beheizung, nämlich in erster Linie ungenügender Wärmeumlauf und daher schlechte Wärmeausnutzung bei Abgasbetrieb.It is also possible to operate water tube boilers with their own Firing and foreign waste heat gases have been proposed. The water tube boilers after these proposals, but work, in contrast to the water tube boiler according to Invention sio that the water pipes are only heated by their own furnace, while the exhaust gases pass through in the lower drum of the Water tube boiler provided smoke pipes are guided. So it shows in these boilers in essentially the same disadvantages as with the known. Heating boilers with optional Heating, namely primarily insufficient heat circulation and therefore poor Heat utilization with exhaust gas operation.

Je nach der angewandten Beheizungsart erfolgt die stärkere Beheizung einmal außen und einmal innen. Demnach sind einmal die Rohre des inneren und einmal di:e des äußeren Bündels Fallrohre. Der Erfindung gemäß ist ein Speiserohr zur Zuführung des kalten Speisewassers ringförmig zwischen den oberen Rohrenden der beiden ineinander gelagerten Rohrbündel angeordnet, so daß durch dieses Ringrohr das kalte Speisewasser stets den Fallrohren zugeführt werden kann, gleichgültig, welche Art' der Beheizung angewendet wird, d. h. ob die Rohre des äußeren oder die des inneren Rohrbündels Fallrohre sind. Die Zuführung des verhältnismäßig kalten Speisewassers zu den Fallrohren hat den Vorteil, daß, das Wasser in diesen sofort absinkt und durch die Differenz der spezifischen Gewichte zwischen heißem und kaltem Wasser den Wasserumlauf fördert.The stronger heating takes place depending on the type of heating used once outside and once inside. Accordingly, there are once the pipes of the inner and once di: e of the outer bundle of downspouts. According to the invention is a feed tube for feeding of the cold feed water in a ring between the upper pipe ends of the two into each other stored tube bundle arranged so that the cold feed water through this annular tube can always be fed to the downpipes, regardless of the type of heating is applied, d. H. whether the tubes of the outer or those of the inner tube bundle Downpipes are. The supply of the relatively cold feed water to the downpipes has the advantage that the water in this sinks immediately and through the difference the specific weight between hot and cold water promotes water circulation.

Die Zeichnungen stellen beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar.The drawings represent, for example, embodiments of the subject matter of the invention represent.

Abb. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch den Kessel.Fig. I shows a vertical longitudinal section through the boiler.

Abb.2 stellt einen Querschnitt durch den Kessel dar.Figure 2 shows a cross section through the boiler.

Abb. 3 und ¢ veranschaulichen Seitenansicht und Draufsicht des Kessels.Fig. 3 and ¢ illustrate side and plan views of the boiler.

Abb.5 bis 7 zeigen eine zweite Ausführungsform, und zwar Abb.5 teilweise eine Seitenansicht, teilweise einen senkrechten Längsschnitt, Abb.6 einen Querschnitt, und Abb.7 veranschaulicht schematisch die Heizgasführung im Kessel.Fig.5 to 7 show a second embodiment, namely Fig.5 partially a side view, partially a vertical longitudinal section, Figure 6 a cross section, and Fig.7 schematically illustrates the heating gas routing in the boiler.

Gemäß Abb. i besteht der Kessel aus einem Wasserraum i und einem Dampfraum 2, die durch zwei Rohrbündel 5 und 6 miteinander verbunden sind. Diese konzentrisch ineinander angeordneten Rohrbündel sind durch Längszwischenwände 7 getrennt, derart, daß sich eine mit Wasserrohren umgebene zylindrische Brennkammer 8 und eine äußere ringförmige Gaskammer ,ergeben, die außen von einem abnehmbaren Mantel 9 umgeben ist. Das in dieser ringförmigen Gaskammer liegende Rohrbündel 5 ist durch senkrecht zu den Rohrachsen angeordnete Blechringe io in. mehrere Kammern geteilt, im vorliegenden Falle in vier Kammern 1 bis IV, die ihrerseits durch entsprechende Kanäle i i (Abb. 3) miteinander verbunden sind, Die Brennkammer 8 erhält oben und unten eine Verbindung nach außen durch je einen Stutzen 12. Die Stutzen 12 bewirken gleichzeitig eine Versteifung zwischen den gewölbten Böden und den Rohrplatten 3 und q. An einen dieser Stutzen ist eine Feuerung, z. B. wie gemäß Abb. i eine Ölfeuerung 13, angebracht und oben ein überhitzer i q. eingebaut, welcher in die Brennkammer 8 hineinragt. Im Dampfraum 2 ist an der Stelle, an welcher das Wasser je nach Beheizung z. B. aus den Rohren des Bündels 6 aufsteigt und in die Rohre des anderen Bündels 5 eintritt, eine ringförmige Speiseleitung 15 vorgesehen, welche das Wasser gleichmäßig auf die jeweiligen Fallrohre verteilt.According to Fig. I, the boiler consists of a water space i and a steam space 2, which are connected to one another by two tube bundles 5 and 6. These tube bundles arranged concentrically one inside the other are separated by longitudinal partitions 7 in such a way that a cylindrical combustion chamber 8 surrounded by water tubes and an outer annular gas chamber, which is surrounded on the outside by a removable jacket 9, result. The tube bundle 5 lying in this ring-shaped gas chamber is divided into several chambers by sheet metal rings arranged perpendicular to the tube axes, in the present case into four chambers 1 to IV, which in turn are connected to one another by corresponding channels ii (Fig. 3), the combustion chamber 8 receives a connection to the outside at the top and bottom by a respective connection piece 12. The connection piece 12 simultaneously effect a stiffening between the arched floors and the tube plates 3 and q. At one of these nozzles is a furnace, for. B. as shown in Fig. I an oil furnace 13, attached and above a superheater i q. installed, which protrudes into the combustion chamber 8. In the steam room 2 is at the point where the water z. B. rises from the pipes of the bundle 6 and enters the pipes of the other bundle 5, an annular feed line 15 is provided, which distributes the water evenly to the respective downpipes.

Der Kessel kann nun für verschiedene B@etriebsfälle verwendet werden. i. Beheizung nur mit Abgasen Die Abgase von Dieselmotoren, Glühöfen, Gasmaschinen u. dgl. werden durch einen Stutzen 16 in die Kammer I eingeleitet, durchströmen diese im Kreislauf und gelangen von dieser durch den Kanal i i (Abb. 3) in die zweite Kammer II und nach Durchströmen derselben in die Kammern III und IV. Aus der letzten Kammer treten sie durch den Stutzen 17 aus. - Wird der Kessel ausschließlich mit Abgasen beheizt, so können diese von der Kammer IV in die innere Kammer 8 geleitet werden, .aus welcher sie ins Freie gelangen. Durch diese Gasführung wird erreicht, daß die Gase in einem Zug ohne Umkehrung und Unterbrechung durch sämtliche Kammern I bis IV strömen und dabei stets auf die Rohre im Kreuzstrom auftreffen, so daß ein hoher Wärmeübergang bei geringem Gasdruckverlust sowie ein gutes Durchwirbeln der Gase erzielt wird. Der Wärmeübergang erfolgt hauptsächlich durch Berührung. Bei dieser Beheizung steigt das Wasser in den Rohren des Systems 5 nach oben, gibt seine Dampfblasen im Dampfraum 2 ab und fällt durch die Rohre des Systems 6 wieder nach unten.The boiler can now be used for various operations. i. Heating only with exhaust gases The exhaust gases from diesel engines, annealing furnaces, gas machines and the like are introduced into chamber I through a connection 1 6 , flow through this in the circuit and from there through channel ii (Fig. 3) into the second chamber II and after flowing through the same into chambers III and IV. They exit the last chamber through the nozzle 17 . - If the boiler is heated exclusively with exhaust gases, these can be passed from chamber IV into the inner chamber 8, from which they can be released into the open. This gas flow ensures that the gases flow through all chambers I to IV in one go without reversing or interruption and always impinge on the tubes in a cross flow, so that a high heat transfer is achieved with a low gas pressure loss and good swirling of the gases. The heat transfer takes place mainly through contact. With this heating, the water rises in the pipes of the system 5, releases its steam bubbles in the steam space 2 and falls back down through the pipes of the system 6.

z. Beheiz-ung mit Ölfeuerung Der Brenner 13 für die Ölfeuerung ist gemäß Abb. i senkrecht nach oben gerichtet. Die Flamme gibt hierbei den größten Teil ihrer Wänne durch Strahlung an das Rohrbünde16 .ab. Im weiteren Verlauf trifft die Wärme auf den überbitzer 14. Die Abgase der Ölfeuerung treten durch die Öffnung 18 ins Freie. Die Wärmneabgabe an den überhitzer findet teils durch Strahlung, teils durch Berührung statt. Das Wasser steigt in diesem Falle in den Rohren des Systems 6 hoch, gibt seine Dampfblasen im Dampfraum 2 ab und fällt durch die Rohre des Systems 5 nach unten. 3. Beheizung mit Abgasen (nach i) und mit Öl (nach z) Es sind nun noch weitere Schaltungsmöglichkeiten der Gaswege vorhanden. Beispielsweise könnte der Gasaustritt 17 statt an der Kammer IV an der Kammer III angebracht werden. Dadurch könnten die Abgase der Ölfeuerung von dem Austritt 18 zur Kammer IV geleitet werden, diese im Kreislauf durchströmen und dann erst austreten, Oder die Abgase der Ölfeuerung werden von der Brennkammer 8 durch eine besondere in der Zwischenwand 7 vorgesehene Öffnung i9 sofort in die Kammer IV eingeleitet.z. Heating with oil firing The burner 13 for oil firing is directed vertically upwards according to Fig. i. The flame is the greatest here Part of their heat is transferred to the pipe bundle 16 by radiation. In the further course meets the heat on the overbitter 14. The exhaust gases from the oil furnace pass through the opening 18 outdoors. The heat dissipation to the superheater takes place partly through radiation, partly by touch instead. In this case, the water rises in the pipes of the system 6 high, releases its vapor bubbles in the steam space 2 and falls through the pipes of the system 5 down. 3. Heating with exhaust gases (according to i) and with oil (according to z) There are now further switching options for the gas paths. For example the gas outlet 17 could be attached to the chamber III instead of the chamber IV. As a result, the exhaust gases from the oil furnace could be conducted from outlet 18 to chamber IV these flow through in the circuit and only then exit, or the exhaust gases the oil firing are from the combustion chamber 8 through a special one in the partition 7 provided opening i9 immediately introduced into the chamber IV.

Die prinzipielle Wirkungsweise bleibt dieselbe, wenn die Ölfeuerung auch oben an Stelle des Überhitzers angebaut wird und nach unten brennt. Die Abgase würden dann unten abgeleitet werden oder in die Kammer I übertreten und nur diese oder alle Kammern I bis IV durchströmen. Bei letzterer Betriebsart kann der Kessel nur mit eigener Feuerung betrieben werden, wenn nicht für abwechselnden Betrieb mit Feuerung und Abgasen besondere Absperrvorrichtungen vorgesehen sind.The principle of operation remains the same when the oil firing is also built up in place of the superheater and burns downwards. The exhaust gases would then be diverted below or pass into Chamber I and only this or flow through all chambers I to IV. In the latter operating mode, the boiler can can only be operated with their own firing, if not for alternating operation special shut-off devices are provided for combustion and exhaust gases.

Durch die Anordnung der beiden Rohrsysteme 5 und 6 wird ein besonders guter Wasserumlauf erzielt, da bei jeder Betriebsart ein System in bezug auf das andere wesentlich stärker beheizt wird.The arrangement of the two pipe systems 5 and 6 is a special one good water circulation achieved, since a system with respect to the other is heated much more strongly.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 bis 7 erfolgt die Beheizung der Rohre 5 durch eine andere Gasführung. Zwischen dem Zwischenmantel 7 und dem Außenmantel i o (Abb. 7 ) sind parallel zu den Rohren Längsbleche 2o eingebaut. Die Abbildung zeigt sechs solcher Längsbleche, die konzentrisch um den Mantel 7 herumgesetzt sind. Die Gase treten durch einen Stutzen a i in die Kammer I' ein, steigen in dieser hoch, gelangen oben durch eine Öffnung 2z in die Kammer II', strömen in dieser nach unten und unten durch eine Öffnung in die Kammer III' usf., bis sie durch einen Stutzen 23 aus der letzten Kammer austreten.In the embodiment according to FIGS. 5 to 7, the pipes 5 are heated by a different gas duct. Between the intermediate jacket 7 and the outer jacket io (Fig. 7), longitudinal plates 2o are installed parallel to the pipes. The figure shows six such longitudinal sheets, which are placed concentrically around the jacket 7. The gases enter chamber I 'through a nozzle ai, rise in it, reach chamber II' at the top through an opening 2z, and flow downwards and downwards through an opening into chamber III 'and so on they exit through a nozzle 23 from the last chamber.

Entsprechende Anordnungen der Längsbleche 2o gestatten natürlich noch weitere Schaltungsmöglichkeiten für die Gasführung.Corresponding arrangements of the longitudinal plates 2o of course still allow further switching options for the gas supply.

Bei allen Ausführungsformen .ist die von dem inneren Rohrbündel 6 unmittelbar umgebene Brennkammer 8 so groß bemessen, daß. die Beheizung des inneren Rohrbündels überwiegend durch Strahlung erfolgt. Das hat den Vorteil, daß bei gleicher Heizfläche viel mehr Wärme als durch Berührung übertragen wird.In all embodiments, the one from the inner tube bundle 6 immediately surrounded combustion chamber 8 dimensioned so large that. the heating of the interior Tube bundle takes place predominantly through radiation. That has the advantage that with the same Heating surface much more heat than is transmitted through touch.

Claims

PATENT CLAIM: i. Water tube steam boiler, its essentially vertically arranged water pipes through a partition wall in two nested Tube bundles are divided, characterized in that the inner tube bundle through own furnace and the outer one, enclosed by a preferably removable jacket Tube bundle at the same time through the waste heat gases coming from the own furnace or simultaneously or alternately with the heating of the inner tube bundle external waste heat gases are heated, in the second case that of the own furnace coming gases are discharged separately from the external waste heat gases. z. Steam boiler according to claim i, characterized in that after the B heating of the outer tube bundle these are also conducted to the inner tube bundle by external waste heat gases. 3. Steam boiler according to claim i or a, characterized in that the one containing the outer tube bundle Space preferably by sheet metal rings arranged perpendicular to the tubes into several chambers (I to IV) is subdivided in such a way that: ß the gases helically across the pipes be guided. q .. Steam boiler according to claim 3, characterized in that the the space containing the outer tube bundle through parallel to the tubes and radially to the Plates (zo) arranged in the longitudinal axis of the boiler in juxtaposed sieve-shaped ones Chambers (I 'to V I') is divided through which the gases flow through one after the other (Fig.6). 5. Steam boiler according to claim i or z, characterized in that a feed pipe (i5) ring-shaped between the upper pipe ends of the two into one another mounted tube bundle (5, 6) is arranged.